JP4679665B1 - Two-way moving table - Google Patents
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Abstract
【課題】2方向移動テーブルのY方向ストロークを拡大する。
【解決手段】同一平面内で互いに直交するX方向とY方向に移動する2方向移動テーブルであって、Y方向モータのY方向可動子45は、一端がY方向テーブルに固定されてY方向に延び、Y方向テーブルと共にXY方向に移動する可動アーム43と、可動アーム43内に取り付けられ、その一部が可動アーム43の幅方向に突出する駆動コイル44と、を有し、駆動コイル44は、複数のコアレスコイル441,442,443の中央部分がY方向に沿って可動アーム43内に並べて配置され、各コアレスコイル441,442,443相互の渡り部分が可動アーム43から突出した部分に配置されている重ね巻きコイルである。
【選択図】図4A Y-direction stroke of a two-way moving table is enlarged.
A two-way moving table that moves in an X direction and a Y direction orthogonal to each other in the same plane. A Y direction movable element 45 of a Y direction motor has one end fixed to the Y direction table in the Y direction. The movable arm 43 that extends and moves in the XY direction together with the Y-direction table, and a drive coil 44 that is attached in the movable arm 43 and that partially protrudes in the width direction of the movable arm 43, The central portions of the plurality of coreless coils 441, 442, 443 are arranged side by side in the movable arm 43 along the Y direction, and the crossing portions of the coreless coils 441, 442, 443 are arranged at portions protruding from the movable arm 43. It is a lap winding coil.
[Selection] Figure 4
Description
本発明は、2方向移動テーブルの構造に関する。 The present invention relates to a structure of a two-way moving table.
ワイヤボンディング装置などのボンディング装置において、半導体デバイスなどのボンディング対象を水平方向の互いに直交する2方向であるX方向とY方向とに移動させる2方向移動テーブルとしてXYテーブルが用いられている。XYテーブルは、X方向にガイドされてX方向モータによってX方向に移動する下部テーブルと下部テーブル上面のガイドによってY方向にガイドされ、Y方向モータによってY方向に移動する上部テーブルとを備えている。上部テーブルは、X方向に移動する下部テーブルの上に載ってY方向に移動するので、XY方向に自在に移動することができるよう構成されている。 In a bonding apparatus such as a wire bonding apparatus, an XY table is used as a two-way moving table that moves a bonding target such as a semiconductor device in two directions that are perpendicular to each other in the horizontal direction, the X direction and the Y direction. The XY table includes a lower table guided in the X direction and moved in the X direction by the X direction motor, and an upper table guided in the Y direction by the guide on the upper surface of the lower table and moved in the Y direction by the Y direction motor. . Since the upper table is placed on the lower table that moves in the X direction and moves in the Y direction, the upper table is configured to move freely in the XY direction.
このようなXYテーブルのY方向モータに可動コイル型の直流リニアモータを用い、コイルの取り付けられた平板状の可動子を上部テーブルに接続固定し、位置決めを高精度化することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 It has been proposed to use a moving coil type DC linear motor as the Y-direction motor of such an XY table, and to connect and fix a flat plate-like movable element to which the coil is attached to the upper table to improve the positioning accuracy. (For example, refer to Patent Document 1).
また、可動コイル型のリニアモータとしては、交流リニアモータも多く用いられている。例えば、三相交流のU.V.Wの各相に対応する3つのコイルを平面的に並べてその前後を支持部材で固定し、コイルの上下にマグネットを配置したものが提案されている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, an AC linear motor is often used as the moving coil type linear motor. For example, U.S. V. There has been proposed a structure in which three coils corresponding to each phase of W are arranged in a plane, front and rear thereof are fixed by a support member, and magnets are arranged above and below the coils (see, for example, Patent Document 2).
また、リソグラフィ投影装置に用いられる長方形状のコイルにおいて、長辺方向の主要電流導電体区間を共通面上に配置し、短辺方向の交差区間を重ね合わせて構成する方法が提案されている(例えば、特許文献3参照)。 In addition, in a rectangular coil used in a lithographic projection apparatus, a method has been proposed in which main current conductor sections in the long side direction are arranged on a common plane and intersecting sections in the short side direction are overlapped (see FIG. For example, see Patent Document 3).
ところで、近年、半導体デバイス等の組み立て時に使用する基板(リードフレーム、サブストレート)は、コストダウンの観点から1基板あたりの面積を大きくするためにその幅が広くなってきている。幅広基板の半導体デバイスのボンディングに対応するため、ボンディング装置のXYテーブルはより大きなXY方向のストロークが求められている。しかし、特許文献1に記載されたY方向モータのようにコイルが1つの直流リニアモータでは、Y方向のストロークはコイルのY方向の大きさに依存する。このため、より大きなY方向ストロークを得ようとするとより大きな可動子が必要となり、可動子の長さが長くなると共に可動子の重量が大きくなってしまう。すると、可動子に発生する振動が大きくなりボンディング品質に影響を与える場合があり、Y方向ストロークの拡大は制限されるという問題があった。
In recent years, substrates (lead frames, substrates) used when assembling semiconductor devices and the like have become wider in order to increase the area per substrate from the viewpoint of cost reduction. In order to cope with bonding of semiconductor devices on a wide substrate, the XY table of the bonding apparatus is required to have a larger stroke in the XY direction. However, in a DC linear motor having one coil as in the Y direction motor described in
特許文献2に記載されたような交流リニアモータの場合には、Y方向のストロークはコイルのY方向の大きさに依存しないので、Y方向のストロークを拡大する場合には直流リニアモータの場合のようにコイルのY方向寸法を大きくする必要がない。しかし、特許文献2に記載されたようなコイルを平面的に並べた交流リニアモータの場合、一組の三相コイルの推力方向寸法に対して、片面につき4枚(N,Sの各2枚)の磁石を配置することになり、N極とS極を接近させ、磁極中心部の磁束密度が低下してしまう。この結果、コイルの単位体積あたりの推力は低下してしまい、結果的に大きなY方向ストロークを得ようとすると可動子の重量が重くなり、ボンディング品質に影響を与える場合があった。このため、特許文献2に記載された交流リニアモータを採用した場合でもY方向ストロークの拡大は制限されるという問題があった。また、ワイヤボンディング装置のXYテーブルではリニアモータのコイルの重心位置をXYテーブルの取り付け位置に近づけたいという要求があるが、特許文献2に記載された従来技術のように、コイルを薄くして、その面積を広げると、推力方向の幅が大きくなってしまいコイルの重心位置がXYテーブルの取り付け位置から大きくずれてしまうという問題があり、特許文献2に記載された従来技術をワイヤボンディング装置のXYテーブルに適用することは困難であるという問題があった。 In the case of an AC linear motor as described in Patent Document 2, the stroke in the Y direction does not depend on the size of the coil in the Y direction. Thus, there is no need to increase the Y direction dimension of the coil. However, in the case of an AC linear motor in which coils as described in Patent Document 2 are arranged in a plane, four sheets per side (two each of N and S) with respect to the thrust direction dimension of a set of three-phase coils. ), The N pole and the S pole are brought close to each other, and the magnetic flux density at the center of the magnetic pole is lowered. As a result, the thrust per unit volume of the coil is reduced, and as a result, when trying to obtain a large stroke in the Y direction, the weight of the mover becomes heavy, which may affect the bonding quality. For this reason, even when the AC linear motor described in Patent Document 2 is adopted, there is a problem that the expansion of the Y-direction stroke is limited. Further, in the XY table of the wire bonding apparatus, there is a request to make the position of the center of gravity of the coil of the linear motor close to the attachment position of the XY table, but as in the conventional technique described in Patent Document 2, When the area is increased, the width in the thrust direction increases, and there is a problem that the position of the center of gravity of the coil greatly deviates from the attachment position of the XY table. The conventional technique described in Patent Document 2 is different from the XY of the wire bonding apparatus. There was a problem that it was difficult to apply to a table.
また、特許文献3に記載された従来技術では交差区間の重ね合わせ厚さが厚くなってしまい、Y方向可動子を上下から挟む永久磁石の間隔が大きくなって磁束が低下してしまうことからより大きなコイルが必要で可動子の重量が大きくなってしまう。このため、特許文献1に記載された従来技術と同様、可動子に発生する振動が大きくなりボンディング品質に影響を与える場合があり、Y方向ストロークの拡大は制限されるという問題があった。
Further, in the prior art described in Patent Document 3, the overlapping thickness of the intersecting sections is increased, and the interval between the permanent magnets sandwiching the Y-direction movable element from above and below is increased, so that the magnetic flux is reduced. A large coil is required, which increases the weight of the mover. For this reason, similarly to the prior art described in
本発明は、2方向移動テーブルのY方向ストロークを拡大することを目的とする。 An object of the present invention is to enlarge the Y-direction stroke of a two-way moving table.
本発明の2方向移動テーブルは、同一平面内で互いに直交する第1の方向と第2の方向の2つの方向に移動する2方向移動テーブルであって、第1の方向にガイドされ、第1のモータによって第1の方向に駆動される第1のテーブルと、第1のテーブルの上面に設けられた第2の方向ガイドによって第2方向にガイドされ、第1のテーブルと共に第1の方向に駆動されると共に第2のモータによって第2の方向にも駆動される第2のテーブルと、一端が第2のテーブルに固定されて第2の方向に延び、第2のテーブルと共に第1及び第2の方向に移動する可動アームと、可動アーム内に取り付けられ、その一部が可動アームの幅方向に突出する駆動コイルと、を有し、駆動コイルは、複数のコアレスコイルの中央部分が第2の方向に沿って可動アーム内に並べて配置され、各コアレスコイル相互の渡り部分が可動アームから突出した部分に配置されている重ね巻きコイルであり、基本コアレスコイルと、基本コアレスコイルの厚さ方向に複数の単位コアレスコイルを積層した少なくとも2つの積層コアレスコイルと、を備え、各積層コアレスコイルの各単位コアレスコイルは基本コアレスコイルの異なる位置で基本コアレスコイルを渡り、基本コアレスコイルと各単位コアレスコイルとの各重なり部分は、基本コアレスコイルの厚さ方向中心から積層方向の両側にそれぞれ所定距離だけ離れて基本コアレスコイルの表面に沿った2つの平面の間に位置し、各単位コアレスコイル同士の渡り部分の重なり厚さは、基本コアレスコイルと単位コアレスコイルとの重なり部分の厚さと同一またはそれよりも薄いこと、を特徴とする。 The two-way moving table of the present invention is a two-way moving table that moves in two directions of a first direction and a second direction orthogonal to each other in the same plane, and is guided in the first direction. The first table driven in the first direction by the motor and the second direction guide provided on the upper surface of the first table are guided in the second direction and together with the first table in the first direction. A second table that is driven and driven in a second direction by a second motor; and one end of the second table that is fixed to the second table and extends in the second direction. 2 and a drive coil mounted in the movable arm, a part of which protrudes in the width direction of the movable arm, and the drive coil has a central portion of the plurality of coreless coils. Permitted along 2 directions They are arranged in the arm, Ri Ah with lap-wound coils each coreless coil cross bridge parts are arranged in a portion projecting from the movable arm, basic coreless coil and a plurality of unit coreless the thickness direction of the base coreless coil At least two laminated coreless coils in which coils are laminated, and each unit coreless coil of each laminated coreless coil crosses the basic coreless coil at a different position of the basic coreless coil, and each overlapping of the basic coreless coil and each unit coreless coil The part is located between two planes along the surface of the basic coreless coil at a predetermined distance from the thickness direction center of the basic coreless coil on both sides in the stacking direction, and the overlapping portions of the unit coreless coils overlap each other. The thickness is the same as the thickness of the overlap between the basic coreless coil and the unit coreless coil Other features a thinner, than that.
本発明の2方向移動テーブルにおいて、各積層コアレスコイルの各単位コアレスコイルの積層数は偶数で、それぞれ同数ずつの単位コアレスコイルを第1の方向に相互にずらして可動アームの第2の方向に沿った中心線に対称に配置すること、としても好適であるし、基本コアレスコイルは厚さ方向に複数層に積層されていること、としても好適であるし、単位コアレスコイルは、基本コアレスコイルの層間を渡っていること、としても好適である。 In the two-way moving table of the present invention, the number of stacked unit coreless coils of each stacked coreless coil is an even number, and the same number of unit coreless coils are shifted from each other in the first direction in the second direction of the movable arm. It is also preferable to arrange symmetrically about the center line along, and it is also preferable that the basic coreless coil is laminated in a plurality of layers in the thickness direction, and the unit coreless coil is a basic coreless coil. It is also suitable as crossing between these layers.
本発明の2方向移動テーブルにおいて、各積層コアレスコイルは単位コアレスコイルを2枚ずつ積層したものであり、各単位コアレスコイルの厚さは基本コアレスコイルの厚さの1/2であり、基本コアレスコイルと単位コアレスコイルとの重なり部分の厚さは、基本コアレスコイルの厚さの1.5倍であり、所定距離は基本コアレスコイルの厚さの1.5倍の長さであること、としても好適である。 In the two-way moving table of the present invention, each laminated coreless coil is obtained by laminating two unit coreless coils, and the thickness of each unit coreless coil is 1/2 of the thickness of the basic coreless coil. The thickness of the overlapping portion of the coil and the unit coreless coil is 1.5 times the thickness of the basic coreless coil, and the predetermined distance is 1.5 times the length of the basic coreless coil. Is also suitable.
本発明は、2方向移動テーブルのY方向ストロークを拡大することができるという効果を奏する。 The present invention has an effect that the Y-direction stroke of the two-way moving table can be enlarged.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図1に示すように、ワイヤボンディング装置100のXYテーブル10は、平面上で互いに直交する座標軸であるX軸(X−X線方向)およびY軸(Y−Y線方向)の各方向に沿って下部テーブル13と、上部テーブル21とが設置され、各テーブルにはX方向モータ30、Y方向モータ40が接続され、各方向のモータ30,40によって下部テーブル13はX方向に、上部テーブル21はY方向に駆動されるよう構成されている。また、上部テーブル21の上には、ボンディングアーム102の先端に取り付けられたキャピラリ103を上下に動作させるボンディングヘッド101が取り付けられている。図1に示すように、ボンディングアーム102の伸びる方向がY方向であり、その直角方向がX方向である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the XY table 10 of the
図2に示すように、X方向モータ30は、架台11の上面に、X方向ガイドレール37を介して設置されている。X方向モータ30はボイスコイルモータであり、周知の如く、永久磁石32を有するX方向モータ固定子31、コイル34を有するX方向可動子33とから構成されている。X方向可動子33は、図示しないX方向ガイドによりX方向モータ固定子31の内側に保持されており、これによりX方向可動子33はX方向にのみ移動可能とされている。X方向ガイドは、クロスローラガイド等を利用した周知の直動式のものである。X方向モータ固定子31はX方向ガイドレール37により、X方向可動子33の駆動方向であるX方向に移動可能でY方向には移動しないように保持されている。
As shown in FIG. 2, the
X方向可動子33の下部テーブル13側にはブラケット36が設けられ、このブラケット36は下部テーブル13のブラケット16とボルトによって接続固定されている。下部テーブル13はX方向ガイドレール14を介して、X方向可動子33の駆動方向であるX方向に移動可能でY方向には移動しないようにテーブル保持台12に保持されており、テーブル保持台12は架台11に固定されている。ここで、X方向モータ固定子31の重量は、X方向可動子33と下部テーブル13の重量と下部テーブル13の上に重量のかかるY方向可動子45と上部テーブル21とボンディングヘッド101の重量の合計より大きくなっている。
A
図2に示すように、架台11には、X方向モータ固定子31のX方向の移動速度を検知するためのX方向モータ固定子速度センサ38が取付けられ、テーブル保持台12の上面には、下部テーブル13のX方向の位置および移動速度を検知するための下部テーブルセンサ18が取付けられている。
As shown in FIG. 2, an X-direction motor
図3に示すように、Y方向モータ40は可動コイル型の交流リニアモータであり、架台11の上面に、Yモータ保持台17およびY方向ガイドレール47を介してY方向に移動可能に保持されている。永久磁石42を有するY方向モータ固定子41と、図1に示す駆動コイル44と可動アーム43とを有するY方向可動子45とから構成されている。
As shown in FIG. 3, the Y direction motor 40 is a moving coil type AC linear motor, and is held on the upper surface of the
図3に示すように、Y方向可動子45の上部テーブル21側にはブラケット46が設けられ、Y方向可動子45のブラケット46はボルト23によって上部テーブル21の上面に固定されている。上部テーブル21は、Y方向に延設されたY方向ガイドレール22を介して、下部テーブル13の上に保持されている。したがって、上部テーブル21は下部テーブル13と共にX方向に移動すると共に、下部テーブル13の上面でY方向に移動することができるよう構成され、上部テーブル21はXYの両方向に移動することができる。また、上部テーブル21に固定されているY方向可動子45も上部テーブル21と共にXY方向に移動することができるよう構成されている。
As shown in FIG. 3, a
図1に示すように、Y方向モータ固定子41における磁場形成手段である永久磁石42は、Y方向モータ固定子41の端部にまで亘って設けられており、その結果、永久磁石42はY方向可動子45の磁気作用部である駆動コイル44のX方向の移動における全領域を覆っている。また、Y方向モータ固定子41の重量は、Y方向可動子45と上部テーブル21とボンディングヘッド101との重量の合計より大きくなっている。
As shown in FIG. 1, the
テーブル保持台12には、下部テーブル13の位置及び速度を検出する下部テーブルセンサ18が取付けられ、下部テーブル13の上面には、上部テーブル21のY方向の位置および移動速度を検知するための上部テーブルセンサ19が取付けられている。Yモータ保持台17には、Y方向モータ固定子41の移動速度を検知するためのY方向モータ固定子速度センサ48が取付けられている。また、Y方向可動子45を冷却するための冷却空気吹き出しノズル55が設けられ、ノズル55はその空気の吹き出し口が駆動コイル44の方向となるように取り付けられている。
A
このように構成されたXYテーブル10の動作について簡単に説明する。図示しない制御装置から、下部テーブル13を所定位置に移動させるための位置指令信号が出力されると、X方向可動子33がX方向に加速されて移動し、下部テーブル13は、X方向ガイドレール14に案内されてX方向に移動する。他方、X方向モータ固定子31は、X方向ガイドレール37に沿ってX方向に移動可能に設けられているので、X方向可動子33および下部テーブル13の駆動の反作用として、大きさの等しい逆向きの力を受け、下部テーブル13の移動と反対方向に加速されて移動する。このように、X方向モータ固定子31が下部テーブル13の移動方向と逆方向に移動するので、架台11に与えられる運動量は理論的にゼロとなり、架台11の揺れはほとんど生じない。
The operation of the XY table 10 configured as described above will be briefly described. When a position command signal for moving the lower table 13 to a predetermined position is output from a control device (not shown), the X direction
そして、下部テーブル13の位置及び速度は下部テーブルセンサ18により検知され、制御装置にフィードバックされ、下部テーブル13を所定位置に移動させるように、X方向モータ30のコイル34に電圧が供給され、その位置が制御される。また、X方向モータ固定子速度センサ38によってX方向モータ固定子31の位置と速度とが検出され、X方向モータ固定子31の移動に消費される電力が補償され、補償された電力がコイル34に入力される。
The position and speed of the lower table 13 are detected by the
同様に、図示しない制御装置から、上部テーブル21を所定位置に移動させるための位置指令信号が出力されると、Y方向可動子45がY方向に加速されて移動し、上部テーブル21は、Y方向ガイドレール22に案内されてY方向に移動する。他方、Y方向モータ固定子41はY方向ガイドレール47に沿ってY方向に移動可能に設けられているので、Y方向可動子45および上部テーブル21の駆動の反作用として、大きさの等しい逆向きの力を受け、上部テーブル21の移動と反対方向に加速されて移動する。このように、Y方向モータ固定子41が上部テーブル21の移動方向と逆方向に移動するので、架台11、テーブル保持台12に与えられる運動量は理論的にゼロとなり、架台11、テーブル保持台12の揺れはほとんど生じない。
Similarly, when a position command signal for moving the upper table 21 to a predetermined position is output from a control device (not shown), the Y-direction
そして、上部テーブル21の位置及び速度は上部テーブルセンサ19により検知され、制御装置にフィードバックされ、上部テーブル21を所定位置に移動させるように、Y方向モータ40の駆動コイル44に電圧が供給され、その位置が制御される。また、Y方向モータ固定子速度センサ48によってY方向モータ固定子41の位置と速度とが検出され、Y方向モータ固定子41の移動に消費される電力が補償され、補償された電力が駆動コイル44に入力される。
The position and speed of the upper table 21 are detected by the
以上説明したように、XYテーブル10はX方向モータ30によって下部テーブル13をX方向に駆動し、Y方向モータ40によって下部テーブル13の上にY方向にスライド自在に取り付けられている上部テーブル21をY方向に駆動することによって、上部テーブル21をXY方向に移動させる。そして、上部テーブル21に固定されているY方向可動子45は、上部テーブル21のXY方向への移動に伴ってXY方向に移動する。
As described above, the XY table 10 drives the lower table 13 in the X direction by the
次に図4を参照しながらY方向可動子45について説明する。Y方向可動子45はその一端に設けられたブラケット46が上部テーブル21に固定される扁平の四角筒型の可動アーム43と、可動アーム43に取り付けられた駆動コイル44と、可動アーム43先端に設けられたダイナミックダンパ50とを含んでいる。Y方向可動子45の長手方向がY方向、Y方向可動子45の幅方向がX方向、Y方向可動子45の厚さ方向がZ方向であり、可動アーム43の幅はW1、その厚さはH1となっている。
Next, the Y-
可動アーム43は、炭素繊維強化プラスチックの上板43aと下板43bで幅方向両端に配置されたガラスエポキシ製のウェブ板43cを挟み、上板43aと下板43bの間の中央にはガラスエポキシ製のスペーサ43dを挟んで、上板43aと下板43bとをボルト及び接着剤で接合し、内部が中空となるようにしたものである。可動アーム43の先端側のウェブ板43cは切り欠かれて、可動アーム43の両側面には開口43eが設けられている。この開口43eは可動アーム43内部の空洞と連通している。また、可動アーム43のブラケット46と反対側の端面に取り付けられているダイナミックダンパ50は可動アーム43から張り出した平板51と、平板51の上面に取り付けられた錘52を含んでいる。平板51は可動アーム43の内面にぴったりと嵌まり込んで平板51と可動アーム43とを接続する接続片を備えており、接続片は接着剤で可動アーム43に固定されている。また、平板51の錘52と反対側の表面には振動を減衰させるための減衰材が貼り付けられている。減衰材は両面テープなどを貼り付けることとしてもよい。ダイナミックダンパ50は錘52の重量と減衰材とによってY方向可動子45の振動のピークを分散させてY方向可動子45の振動の発生を抑制する。
The
駆動コイル44は、可動アーム43の上板43aと下板43bとの間に取り付けられ、その一部が可動アーム43の側面の開口43eから幅方向に突出している。駆動コイル44は、三相交流の各相に対応する基本コアレスコイル441と2つの積層コアレスコイル442,443を重ね巻きとした重ね巻きコイルである。各コアレスコイル441,442,443の中央部分の巻き線は可動アーム43の上板43aと下板43bとの間にY方向に向かって略平行に互いに重なり合わないように並べて配置され、各コアレスコイル441,442,443のコイルエンドにあたる相互の渡り部分は可動アーム43の幅方向に突出した位置になるよう構成されている。
The
より詳しくは、駆動コイル44は、四角形の基本コアレスコイル441と2つの積層コアレスコイル442,443で構成されている。基本コアレスコイル441はXY平面上で略同一形状の単位コアレスコイルである四角形の上側平コアレスコイル44a,下側平コアレスコイル44bを上下に二枚積層したもので、図4でZ方向上側にある上側平コアレスコイル44aとZ方向下側にある下側平コアレスコイル44bは一体となって上下方向に折り曲げられている。積層コアレスコイル442,443は、いずれもXY平面上で略同一形状の単位コアレスコイルである上側平コアレスコイル44c,44eと下側平コアレスコイル44d,44fをそれぞれ上下に二枚積層したものである。積層コアレスコイル442は、図4でZ方向上側にある上側平コアレスコイル44cとZ方向下側にある下側平コアレスコイル44dにより構成され、可動アーム43のY方向の中心軸に対称となるようにX方向に互いにずらして配置されている。また、積層コアレスコイル443は、図4でZ方向上側にある上側平コアレスコイル44eとZ方向下側にある下側平コアレスコイル44fは可動アーム43のY方向の中心軸に対称となるようにX方向に互いにずらして配置されている。つまり、積層コイル442,443の各平コアレスコイル(44c,44d)(44e,44f)はXY面内では略同一形状で、各上側平コアレスコイル44c,44eと各下側平コアレスコイル44d,44fはそれぞれ可動アーム43のY軸に対称となるよう、X方向に互いに反対方向にずらして配置している。そして、基本コアレスコイル441はその幅方向の中心が可動アーム43のY方向中心に配置されていることから、駆動コイル44の巻き線は可動アーム43のY軸に対称となり、駆動コイル44の推力中心と可動アーム43のY方向の中心軸とが一致するよう構成されている。
More specifically, the
各積層コアレスコイル442,443の各単位コアレスコイルである各平コアレスコイル(44c,44d)(44e,44f)は基本コアレスコイル441の異なる位置で基本コアレスコイル441(44a,44b)を渡っている。そして、基本コアレスコイル441と各平コアレスコイル44c〜44fとの各重なり部分は基本コアレスコイル441の厚さ方向に同一の範囲内にあり、各平コアレスコイル44c〜44fの渡り部分の重なり厚さは、基本コアレスコイル441と各平コアレスコイル44c〜44fとの厚さと同一またはそれよりも薄く、基本コアレスコイル441と各平コアレスコイル44c〜44fとの重なり部分の厚みの範囲に配置されている。
Each flat coreless coil (44c, 44d) (44e, 44f), which is a unit coreless coil of each laminated
図4から図7を参照して、各コアレスコイル441,442,443の渡り部分がどのように重ね合わせられているかを説明する。図5は駆動コイル44を示す平面図であり、図5のA−AからF−F,G−GからM−MはそれぞれY方向、X方向の切断位置を示し、A−AからF−Fの各断面は図6(a)から図6(f)に示され、G−GからM−Mの各断面は図7(g)から図7(m)に示されている。なお、図5におけるAからM近傍の矢印は図6(a)から図6(f)、図7(g)から図7(m)に示す各断面を見る方向を示す。
With reference to FIG. 4 to FIG. 7, how the crossing portions of the
図4、図5に示す様に、各コアレスコイル441,442,443はY方向に向かって積層コアレスコイル442、基本コアレスコイル441、積層コアレスコイル443の順に配置されている。図5に示すように、各コアレスコイル441,442,443は角が丸い四角環形状で、各コアレスコイル441,442,443を構成する上側、下側平コアレスコイル44a〜44fのXY平面上での形状は略同一で、また、各平コアレスコイルの厚さtで同一である。また、図6(b)、図6(e)、図7(h)、図7(l)に示すように、基本コアレスコイル441の上側、下側平コアレスコイル44a,44bは一体となって上下方向(Z方向)に折り曲げられているので、図5の上では1つの四角環となってあらわされている。積層コアレスコイル442の長辺部分は基本コアレスコイル441のY方向マイナス側に基本コアレスコイル441の長辺部分と平行に配置され、基本コアレスコイル441の四角環内には積層コアレスコイル443の長辺部分と積層コアレスコイル442のもう一方の長辺部分が順次Y方向に向かって並べられている。そして、積層コアレスコイル443のもう一方の長辺部分は基本コアレスコイル441の長辺部分よりもY方向プラス側に基本コアレスコイル441のもう1つの長辺部分と略平行に配置されている。各コアレスコイル441,442,443の各長辺部分は、Y軸方向に延びる各短辺部分によってそれぞれ接続されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the coreless coils 441, 442, 443 are arranged in the order of the laminated
積層コアレスコイル442の上側平コアレスコイル44cのX方向マイナス側の短辺は図5、図7(j)、図6(c)に示すように、基本コアレスコイル441の四角環内からマイナスY方向に延びて上側平コアレスコイル44aのZ方向上側を渡ってY方向マイナス側に延びた後、Z方向下側に曲がって、対となる下側平コアレスコイル44dと一体となる。基本コアレスコイル441を渡る位置の基本コアレスコイル441(44a,44b)と上側平コアレスコイル44cとの重なり厚さH2は、各単位コイル(44a〜44f)の厚さをtとすると、3t=1.5×2tとなって、基本コアレスコイル441の厚さの1.5倍となる。そして、図6(f)に示すように下側平コアレスコイル44dと共に厚さ2tでX方向プラス側に延びる。上側平コアレスコイル44cはX方向プラス側の最外周に達した後、Y方向プラス側に向かって延びていく。そして、図6(c)に示すように、X方向マイナス側に延びると共に、Z方向上側に折り曲げられ、基本コアレスコイル441の上側平コアレスコイル44aの上を渡った後、下側に折り曲げられて再び下側平コアレスコイル44dと共にX方向マイナス側に延びて元の位置に戻る。基本コアレスコイル441を渡る位置の基本コアレスコイル441(44a,44b)と上側平コアレスコイル44cとの重なり厚さH2は、3t=1.5×2tとなって、基本コアレスコイル441の厚さの1.5倍となる。また、中央部分は各上側平コアレスコイル44a〜44fの2枚分の厚さ=基本コアレスコイル441の厚さ(各平コアレスコイル44a,44b)の厚さの2tとなる。
The short side on the minus side in the X direction of the upper flat
積層コアレスコイル442の下側平コアレスコイル44dのY方向プラス側の長辺は図5、図6(c)、図7(g)に示すように、基本コアレスコイル441の四角環内からマイナスX方向に延びて上側に向かって2段階に折れ曲がった後、上側平コアレスコイル44aのZ方向上側を渡ってX方向マイナス側に延びる。基本コアレスコイル441を渡る位置の基本コアレスコイル441(44a,44b)と下側平コアレスコイル44dとの重なり厚さは3t=1.5×2tとなって、基本コアレスコイル441の厚さの1.5倍となる。そして、Z方向下側に曲がって、積層コアレスコイル443の下側平コアレスコイル44fと重なりX方向プラス側の最外周に達した後、図7(g)に示すように水平にY方向マイナス側に延びる。そして、図6(f)に示すように、Y方向マイナス側の最外周に達した後、X方向プラス側に延びると共に、Z方向下側に折り曲げられ、図7(k)に示すように、基本コアレスコイル441の上側平コアレスコイル44aの上を渡った後、下側に折り曲げられて上側平コアレスコイル44cの下側にもぐりこんで上側平コアレスコイル44cと共にX方向マイナス側に延びて元の位置に戻る。
The long side on the plus side in the Y direction of the lower
積層コアレスコイル443の上側平コアレスコイル44eのX方向マイナス側の短辺は図5、図7(j)、図6(b)に示すように、基本コアレスコイル441の四角環内からプラスY方向に延びて下側平コアレスコイル44bのZ方向下側を渡ってY方向プラス側に延びた後、Z方向上側に曲がって、対となる下側平コアレスコイル44fと一体となる。基本コアレスコイル441を渡る位置の基本コアレスコイル441(44a,44b)と上側平コアレスコイル44eとの重なり厚さH2は、3t=1.5×2tとなって、基本コアレスコイル441の厚さの1.5倍となる。そして、図6(a)に示すように下側平コアレスコイル44fと共にX方向プラス側に延びる。上側平コアレスコイル44eは下側に向かって折り曲げられた後、X方向プラス側の最外周に達した後、Y方向マイナス側に向かって延びていく。そして、図7(m)に示すように、水平にY方向マイナス側に延びる。そして、図6(d)に示すように、下側に折り曲げられて基本コアレスコイル441の下側平コアレスコイル44bの下側を渡った後、二段階に上側に向かって折り曲げられ、下側平コアレスコイル44fと合わさってX方向マイナス側に延びると共に、下側に折り曲げられて積層コアレスコイル442の上側平コアレスコイル44cの下側にもぐりこんでY方向プラス側に延びて元の位置に戻る。この構成において、図6(d)、図7(j)に示すように、基本コアレスコイル441を渡る位置の基本コアレスコイル441(44a,44b)と上側平コアレスコイル44eとの重なり厚さは3t=1.5×2tとなって、基本コアレスコイル441の厚さの1.5倍となる。また、中央部分は各上側平コアレスコイル44a〜44fの2枚分の厚さ=基本コアレスコイル441の厚さ(各平コアレスコイル44a,44b)の厚さの2tとなる。
The short side on the negative side in the X direction of the upper flat
積層コアレスコイル443の下側平コアレスコイル44fのY方向マイナス側の長辺は図5、図6(d)に示すように、基本コアレスコイル441の四角環内からマイナスX方向に延びて下側に向かって折れ曲がった後、下側平コアレスコイル44bのZ方向下側を渡ってX方向マイナス側に延びる。基本コアレスコイル441を渡る位置の基本コアレスコイル441(44a,44b)と下側平コアレスコイル44fとの重なり厚さH2は、3t=1.5×2tとなって、基本コアレスコイル441の厚さの1.5倍となる。そして、Z方向上側に折れ曲がって、積層コアレスコイル442の上側平コアレスコイル44dと重なりY方向プラス側の最外周に達した後、図6(a)に示すように水平にX方向マイナス側に延びる。そして、図7(k)に示すように、X方向マイナス側に延びると共に、Z方向下側に折り曲げられ、基本コアレスコイル441の下側平コアレスコイル44bの下を渡った後、上側平コアレスコイル44eの下側にもぐりこんで上側平コアレスコイル44eと共にX方向マイナス側に延びて元の位置に戻る。
The long side on the Y direction minus side of the lower
以上説明したように、各積層コアレスコイル442,443は上側平コアレスコイル44c,44e、下側平コアレスコイル44d,44fをそれぞれX方向にずらして配置し、厚みが半分となっている上側平コアレスコイル44c,44e、下側平コアレスコイル44d,44fで基本コアレスコイル441の上あるいは下を渡るようにしているので、基本コアレスコイル441を渡る位置の基本コアレスコイル441(44a,44b)と上側、下側平コアレスコイル44c〜44fとの重なり厚さH2は、3t=1.5×2tとなる。また、図6(b)、図6(d)に示すように厚さH2は、駆動コイル44のZ方向の中心線に対して上下対称となっており、片側に1.5tずつ突出している。したがって、中央部の上側、下側に同一厚さの可動アーム43の上板43aと下板43bを取り付けると、Y方向可動子45全体のZ方向の厚さの最大値をもっとも小さくすることができる。このとき、可動アーム43の上板43aと下板43bの厚さが各平コアレスコイルの厚さtの半分の0.5tとすると、可動子45の中央部の厚さは平コアレスコイルの重なり厚さの2tの上板43aと下板43bの合計厚さtを足した3tとなり、図4に示す可動アーム43の厚さH1は基本コアレスコイル441(44a,44b)と各平コアレスコイル44c〜44fとの重なり厚さH2と同一厚さとなる。
As described above, each of the laminated
さらに、各上側、下側平コアレスコイル44a〜44fが重なる位置は図6(a)から図6(f)に示すように厚さH2の範囲内となるので、重なり合う部分が駆動コイル44のZ方向の中心線から片側に1.5t以上突出することがなく、全体厚さを薄くすることができる。このため、XYテーブルのようにY方向可動子45がXY方向に移動する場合でもY方向モータ40の固定子の永久磁石42のZ方向の間隔を狭く維持することができるので、推力の低下を抑制した交流リニアモータとすることができる。
Further, each of the upper, so the lower
また、本実施形態では、各コアレスコイル441,442,443を重ね巻きとし、各コアレスコイル441,442,443をオーバーラップさせているので磁極ピッチを小さくして磁束密度を大きくして推力の低下を抑制することができるので、駆動コイル44の重量の増加を抑制しつつY方向のストロークを拡大することができる。また、重ね巻きとすることによって駆動コイル44のY方向長さを短くすることができることから、Y方向可動子45全体の固有振動数を高く保つことができ、Y方向可動子45の振動を抑制し、ボンディング品質の低下を抑制することができる。さらに、各コアレスコイル441,442,443の渡り部分が可動アーム43の幅方向に突出していること、及び可動アーム43の開口43eから可動アーム43の内部にノズル55から吹き出した冷却空気を送ることができるので、各コアレスコイル441,442,443の冷却が容易となる。
Further, in this embodiment, the coreless coils 441, 442, 443 are overlapped and the
以上説明した本実施形態では、基本コアレスコイル441はXY平面上で略同一形状の四角形の上側平コアレスコイル44a,下側平コアレスコイル44bを上下に二枚積層したもので、図4でZ方向上側にある上側平コアレスコイル44aとZ方向下側にある下側平コアレスコイル44bは一体となって上下方向に折り曲げられていることとして説明したが、上側、下側平コアレスコイル44a,44bが別々に上下に折り曲げられて、各積層コアレスコイル442,443の上側、下側平コアレスコイル44c〜44fが基本コアレスコイル441の上側、下側平コアレスコイル44a,44bの間を渡るように構成してもよいし、逆に、上側、下側平コアレスコイル44a,44bのように2層とせず、一枚の板によって構成するようにしてもよい。また、各上側、下側平コアレスコイル44a〜44fのコイルエンドにあたる相互の渡り部分の折り重ね方は実施形態に限定されるものではなく、さまざまな折り重ね方であってもよい。更に、本実施形態では、各コアレスコイル441,442,443は2層として説明したが、積層数は偶数であって、駆動コイル44の推力中心と可動アーム43のY方向の中心軸とが一致するよう構成できれば、4層でも6層でもよい。
In the present embodiment described above, the basic
本実施形態では、本発明をY方向可動子45に適用した例について説明したが、図8に示すXYテーブル10ように、X方向モータ70、Y方向モータ80の構成が図1に示した実施形態と逆になっていていてもよい。この場合、X方向モータ70の可動子が図4に示したような重ね巻きのコイルによって構成されている。
In the present embodiment, the example in which the present invention is applied to the Y-direction
本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲により規定されている本発明の技術的範囲ないし本質から逸脱することない全ての変更及び修正を包含するものである。 The present invention is not limited to the embodiments described above, but includes all changes and modifications that do not depart from the technical scope or essence of the present invention defined by the claims.
10 XYテーブル、11 架台、12 テーブル保持台、13 下部テーブル、14,37 X方向ガイドレール、16,36,46 ブラケット、17 Yモータ保持台、18 下部テーブルセンサ、19 上部テーブルセンサ、21 上部テーブル、22,47 Y方向ガイドレール、23 ボルト、30,70 X方向モータ、31 X方向モータ固定子、32,42 永久磁石、33 X方向可動子、34 コイル、38 X方向モータ固定子速度センサ、40,80 Y方向モータ、41 Y方向モータ固定子、43 可動アーム、43a 上板、43b 下板、43c ウェブ板、43d スペーサ、43e 開口、44 駆動コイル、44a,44c,44e 上側平コアレスコイル、44b,44d,44f 下側平コアレスコイル、45 Y方向可動子、47 Y方向ガイドレール、48 Y方向モータ固定子速度センサ、50 ダイナミックダンパ、51 平板、52 錘、55 ノズル、100 ワイヤボンディング装置、101 ボンディングヘッド、102 ボンディングアーム、103 キャピラリ、441 基本コアレスコイル、442,443 積層コアレスコイル。 10 XY table, 11 frame, 12 table holder, 13 lower table, 14, 37 X direction guide rail, 16, 36, 46 bracket, 17 Y motor holder, 18 lower table sensor, 19 upper table sensor, 21 upper table , 22, 47 Y direction guide rail, 23 bolt, 30, 70 X direction motor, 31 X direction motor stator, 32, 42 permanent magnet, 33 X direction mover, 34 coil, 38 X direction motor stator speed sensor, 40, 80 Y direction motor, 41 Y direction motor stator, 43 movable arm, 43a upper plate, 43b lower plate, 43c web plate, 43d spacer, 43e opening, 44 drive coil, 44a, 44c, 44e upper flat coreless coil, 44b, 44d, 44f Lower flat coreless coil, 45 Y Directional mover, 47 Y-direction guide rail, 48 Y-direction motor stator speed sensor, 50 dynamic damper, 51 flat plate, 52 weight, 55 nozzle, 100 wire bonding device, 101 bonding head, 102 bonding arm, 103 capillary, 441 Basic Coreless coil, 442, 443 Laminated coreless coil.
Claims (5)
第1の方向にガイドされ、第1のモータによって第1の方向に駆動される第1のテーブルと、
第1のテーブルの上面に設けられた第2の方向ガイドによって第2方向にガイドされ、第1のテーブルと共に第1の方向に駆動されると共に第2のモータによって第2の方向にも駆動される第2のテーブルと、
一端が第2のテーブルに固定されて第2の方向に延び、第2のテーブルと共に第1及び第2の方向に移動する可動アームと、
可動アーム内に取り付けられ、その一部が可動アームの幅方向に突出する駆動コイルと、を有し、
駆動コイルは、複数のコアレスコイルの中央部分が第2の方向に沿って可動アーム内に並べて配置され、各コアレスコイル相互の渡り部分が可動アームから突出した部分に配置されている重ね巻きコイルであり、
基本コアレスコイルと、
基本コアレスコイルの厚さ方向に複数の単位コアレスコイルを積層した少なくとも2つの積層コアレスコイルと、を備え、
各積層コアレスコイルの各単位コアレスコイルは基本コアレスコイルの異なる位置で基本コアレスコイルを渡り、基本コアレスコイルと各単位コアレスコイルとの各重なり部分は、基本コアレスコイルの厚さ方向の中心から積層方向の両側にそれぞれ所定距離だけ離れて基本コアレスコイルの表面に沿った2つの平面の間に位置し、
各単位コアレスコイル同士の渡り部分の重なり厚さは、基本コアレスコイルと単位コアレスコイルとの重なり部分の厚さと同一またはそれよりも薄いこと、
を特徴とする2方向移動テーブル。 A two-way moving table that moves in two directions of a first direction and a second direction orthogonal to each other in the same plane;
A first table guided in a first direction and driven in a first direction by a first motor;
Guided in the second direction by a second direction guide provided on the upper surface of the first table, driven in the first direction together with the first table, and also driven in the second direction by the second motor. A second table,
A movable arm having one end fixed to the second table and extending in the second direction and moving in the first and second directions together with the second table;
A drive coil mounted in the movable arm, a part of which protrudes in the width direction of the movable arm,
The drive coil is a lap winding coil in which the central part of the plurality of coreless coils is arranged in the movable arm along the second direction, and the crossing part between the coreless coils is arranged at the part protruding from the movable arm. Oh it is,
Basic coreless coil,
Comprising at least two laminated coreless coils in which a plurality of unit coreless coils are laminated in the thickness direction of the basic coreless coil,
Each unit coreless coil of each laminated coreless coil crosses the basic coreless coil at a different position of the basic coreless coil, and each overlapping portion of the basic coreless coil and each unit coreless coil is laminated from the center in the thickness direction of the basic coreless coil. Between the two planes along the surface of the basic coreless coil, each separated by a predetermined distance on each side of the
The overlapping thickness of the crossover portion between each unit coreless coil is equal to or less than the thickness of the overlapping portion between the basic coreless coil and the unit coreless coil,
A two-way moving table.
各積層コアレスコイルの各単位コアレスコイルの積層数は偶数で、それぞれ同数ずつの単位コアレスコイルを第1の方向に相互にずらして可動アームの第2の方向に沿った中心線に対称に配置すること、
を特徴とする2方向移動テーブル。 The two-way moving table according to claim 1 ,
The number of unit coreless coils of each laminated coreless coil is an even number, and the same number of unit coreless coils are shifted from each other in the first direction and symmetrically arranged on the center line along the second direction of the movable arm. thing,
A two-way moving table.
基本コアレスコイルは厚さ方向に複数層に積層されていること、
を特徴とする2方向移動テーブル。 The two-way moving table according to claim 1 or 2 ,
The basic coreless coil is laminated in multiple layers in the thickness direction,
A two-way moving table.
単位コアレスコイルは、基本コアレスコイルの層間を渡っていること、
を特徴とする2方向移動テーブル。 It is a two-way movement table of Claim 3 , Comprising:
The unit coreless coil must cross between the layers of the basic coreless coil,
A two-way moving table.
各積層コアレスコイルは単位コアレスコイルを2枚ずつ積層したものであり、各単位コアレスコイルの厚さは基本コアレスコイルの厚さの1/2であり、
基本コアレスコイルと単位コアレスコイルとの重なり部分の厚さは、基本コアレスコイルの厚さの1.5倍であり、
所定距離は基本コアレスコイルの厚さの1.5倍の長さであること、
を特徴とする2方向移動テーブル。 The two-way moving table according to any one of claims 1 to 4 ,
Each laminated coreless coil is a laminate of two unit coreless coils, and the thickness of each unit coreless coil is 1/2 of the thickness of the basic coreless coil,
The thickness of the overlapping part of the basic coreless coil and the unit coreless coil is 1.5 times the thickness of the basic coreless coil,
The predetermined distance is 1.5 times the thickness of the basic coreless coil,
A two-way moving table.
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